Магниторазрядный преобразователь Советский патент 1993 года по МПК G01R1/00 

Изобретение относится к технике получения глубокого вакуума и может быть ис- пользовано в магниточувствительных вакуумных приборах.

Целью изобретения является повышение технологичности сборки преобразователя.

На фиг.1 изображен общий вид предлагаемого насоса; на фиг.2 - вид А на один торец рабочей камеры; на фиг.З - вид В на второй торец рабочей камеры.

Рабочая камера предлагаемого преобразователя выполнена из немагнитного материала, например, ковара в виде стакана 1 с крышкой 2, сваренные по торцевому бурту кольцевым швом 3. Внутри камеры на крышке 2 жестко закреплен катод 4 (например, сваркой), а на дне стакана, напротив катода 4 размещен (приварен) катод 5. В крышку 2 вп;аян (вварен) заборный патрубок 6 (напри- мёр, штенгель). В дне стакана 1 установлен высоковольтный гермоввод 7, к стержню 8 которого между катодами 4 и 5 приварен анод 9 в виде, например, пустотелого цилиндра.

Магнитная система предлагаемого преобразователя включает в себя два постоян- . ных магнита 10 и 11 в виде сплошных

цилиндров и два магнитопровода 12 и 13 в виде стаканов. Магниты выполнены оксидно- бариевыми, мэгиитопроводы 12 и 13 -сплав 29НК, Магниты друк к другу направлены разноименными полюсами. Магниты 10 и 11 на магнитопроводах 12 и 13 удерживаются магнитными сплавами.

В магнитопроводах 12 и 13 выполнены, соответственно, отверстия 14 и 15 для патрубка 6 и для стержня 8 гермоввода 7. Для предотвращения прямого контакта стержня 8 с магнитопроводом 13 на стержне.8 установлена изолирующая втулка 16. Магнито- проводы 12 и 13 имеют равные между собой внутренние диамеры цилиндрических частей и, соответственно, равные между собой наружные диаметры этих цилиндрических частей. Соединены между собой э™ магнито- проводы 12 и 13 встык, при этом они контактируют между собой торцевыми кольцевыми плоскостями. Стаканы магнитопро-. водов 12 и 13 выполнены таким образом, что плоскость 17 контакта их цилиндрических частей в собранном преобразователе находится за пределами рабочей камеры преоб- разователя. т.е. эта плоскость 17 смещена в сторону заборного патрубка 6. Путь магнитИ

00

о

со

00

VI VI

ного потока на фиг:1 показан штриховой линией.

Между торцом каждого магнита 10 и 11, обращенным к р абочей камере, и самой камерой имеется гарантированный воздушный зазор 18 и 19, соответственно. Эти зазоры 18 и 19 позволяют обеспечить плотный контакт доведенных торцевых кольцевых плоскостей магнитопроводов 12 и 13 без упора магнитов 10 и 11 в крышку 2 и стакан 1 рабочей камеры, соответственно. Эти зазоры 18 и 19 должны быть минимально возможными, но гарантированными. Реально их принимают порядка 0,1 мм, что составляет (0,5-1)% от расстояния между магнитами. Смещение плоскости 17 контакта магнитопроводов 12 и 13 за пределы рабочей камеры позволяет извлечь магнит 10 из стакана магнитопровода 12 даже в случае, когда преобразователь установлен на вакуумированном приборе. Для снятия магнита 10 при условии, что переместить маг- нитопровод 12 вдоль патрубка 6 невозможно, т.к. преобразователь уже установлен на вакуумируемом приборе (например, электростатическом гироскопе), необходимо осуществить следующую последовательность технологических операций:

1) отсоединить (отпаять) стержень 8 гер- моввода 7 от источника высокого напряжения (на фигурах не показан);

2) снять магнитопровод 13 с преобразователя. Для этого необходимым (и довольно значительным) усилием переместить магнитопровод 13 вдоль стержня 8 (на фиг,1 это направление вниз);

3) повернуть магнитопровод 12 вокруг оси заборного патрубка 6 на 180°. Для этого имеется зазор между магнитопроводом 12 и стенкой патрубка 6.

Нужно отметить, что этот поворот можно осуществить только в том случае, если плоскость 17 находится вне пределов рабочей камеры преобразователя;

4) извлечь из магнитопровода 12 магнит 10.

При подаче на анод 9 через стержень 8 гермоввода 7 высокого напряжения (например, 1,0-2,0 кВ) между анодом 9 и катодами 4 и 5 (они соединены с корпусом прибора и землей) зажигается тлеющий разряд. Под действием электрического поля свободные элктроды ускоряются, но движутся к аноду не прямолинейно, а по сложной траектории, которая определяется воздействием магнитного поля.

В результате столкновения с движущимися с большими скоростями электронами молекулы остаточного газа ионизируются.

Поскольку магнитное поле слабо влияет на поведение положительных ионов в виде их большой массы, то они с ускорением дви- .жутся практически по прямолинейным траекториям к катодам.

Образующиеся в результате ионизации молекул электроны начинают двигаться, как и первичные электроны, но винтообразным траекториям принимая участие в поддер0 жании разряда.

Ускоренные электрическим полем положительные ионы бомбардируют катод, вызывая эмиссию вторичных электронов, которые, в свою очередь, также ускоряются

5 и ионизируют газ. Кроме того, полная бомбардировка катода вызывает распыление материала, из которого он изготовлен. Непрерывно возобновляемая пленка напыляемого материала сорбирует, либо

0 замуровывает, молекулы газа, попавшие на ее поверхность.

Величина тока разряда дает информацию о глубине вакуума в преобразователе (и в вакуумируемом приборе).

5 По сравнению с прототипом предлагаемое изобретение позволяет повысить технологичность сборки, что обусловлено;

t) на рабочей камере вместо двух кольцевых сварных швов по периметру цилинд0 рического корпуса остался один;

2) сварные швы в местах установки гер-. моввода и заборного патрубка выполняются на плоскости, а не по линиям пересечения цилиндров, как это имело место в прототи5 пе.

Кроме того, конструкция позволяет легко снимать и устанавливать магниты без применения инструментов, что обеспечивает ее высокую ремонтопригодность.

0 На предприятии ЦНИИ Электроприбор предлагаемый преобразователь испытан. Получены положительные результаты. В настоящее время разрабатывается техническая документация для использования

5 изобретения в серийном производстве. Формула изобретения 1. Магниторазрядный преобразователь, содержащий цилиндрическую рабочую камеру, магнитную систему в виде двух

0 одинаковых постоянных магнитов, расположенных на внутренних основаниях разъемного цилиндрического магнитопровода, заборный патрубок ,, анод, размещенный в рабочей камере на стержне высоковольтно5 го гермоввода, и катод, расположенный в рабочей камере, отличающийся тем, что, с целью повышения технологичности сборки, рабочая камера выполнена из немагнитного материала и снабжена осевыми отверстиями на основаниях, в основаниях

частей разъемного цилиндрического маг- нитопровода также выполнены осевые отверстия, а края частей разъемного цилиндрического магнитопровода контактируют между собой, при этом заборный патрубок и высоковольтный гермоввод размещены в осевых отверстиях частей разъемного цилиндрического магнитопровода и осевых отверстиях камеры.

2. Преобразователь по п.1, от л и ч а ю- щ и и с я тем, что торцы частей разъемного

цилиндрического магнитопровода выполнены с ровными диаметрами и кинематически замкнуты, а высота магнитной системы превышает суммарную высоту постоянных маг нитов и цилиндрической рабочей камеры.

3. Преобразователь по п.2, отличающийся тем, что, с целью повышения ремонтопригодности, часть разъемного цилиндрического магнитопровода со стороны заборного патрубка выполнена высотой меньшей;чем высота постоянного магнита.

Во в

Использование: магниточувствитель- ные вакуумные приборы. Сущность изобретения: цилиндрическая рабочая камера выполнена немагнитной и снабженной осевыми отверстиями. Разъемный магнитопро- вод также выполнен с отверстиями и его части контактируют между собой. В отверстиях камеры и магнитопровода размещены заборный патрубок и гермоввод. 3 ил.

Фиг.З